Поясните особенности явлений сорбции, десорбции и сорбционного гистерезиса муки, крупы и комбикормов

ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА

Опишите процессы, протекающие в отрубях и мучке при хранении. Обоснуйте наиболее целесообразную технологию и способы хранения этих продуктов.

2.Объясните появление плесневого запаха в партии проса влажностью 16,5% с содержанием шелушенных зерен 15% в течение 10 дней хранения. Укажите допущенные нарушения при организации обработки и хранения такого зерна. Какие меры следует предпринять для сохранения добротности зерна? Обоснуйте целевое назначение этой партии.

При каких условиях может наблюдаться прорастание зерна при хранении? Поясните недопустимость этого явления. Какие меры следует предпринять для сохранения добротности зерна? Приведите примеры целевого назначения таких партий зерна.

Прорастание возникает в результате небрежного или неправильного хране­ния. Основными факторами, определяющими возможность про­растания, являются влага, воздух и тепло. Развитие семени начинается с набухания, т. е. с процесса поглощения влаги белками и крахмалом; объем зерна при этом увеличивается. Семена могут прорастать при низких положительных темпе­ратурах. Та­кие температуры часто наблюдаются в зерновой массе и даже весьма желательны, как в значительной степени ограничиваю­щие жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей. Из этого следует, что температура редко бывает фактором, ограничивающим возможность прорастания семян при хра­нении. При хранении семена хорошо прорастают в темноте и достаточно обеспечены кислородом, то можно сделать вывод, что основным фактором, тормозящим процесс прораста­ния семян при хранении, является более низкая их влажность, чем это требуется для прорастания. Прорастание становится возможным в результате накопления капельно-жидкой влаги. Такая влага попадает в зерновую массу в результате ее подмочки при перевозках или плохой гидроизоляции хранилищ; она образуется также в зерновой массе вследствие конденсации водяных паров в межзерновых пространствах. Не следует при этом забывать и о явлении термовлагопроводности. Прорастание сопровождается усиленным дыханием, значи­тельным выделением энергии и потерей массы сухого вещест­ва. В случае прорастания зерен при хранении происходят следующие явления: потеря массы сухого вещества; выделение значительного количества тепла, что может привести к повышению температуры зерновой массы и усилению в ней всех процессов жизнедеятельности; ухудшение качества зерна. В результате всех этих явлений семена выходят из катего­рии посевного материала, резко ухудшаются мукомольно-хлебопекарные качества зерна и уменьшается выход продуктов при переработке. Меры для сохранения добротности: наблюдения за влажно­стью зерновой массы в отдельных ее участках и слоях, проверка партий зерна на содержание примесей (выявление проросших или начинающих прорастать зерен) позволяют своевременно обнаружить это явление в начальной форме.

Отсутствие в зерновой массе капельно-жидкой влаги и пред­посылок к образованию последней исключает возможность прорастания зерна.

Поясните различия в значениях дыхательных коэффициентов зерна пшеницы, гороха и семян подсолнечника. Какую роль эти различия играют при организации процесса хранения таких культур?

Для характеристики типа и интенсивности дыхания используют показатель – дыхательный коэффициент – К= СО2/О2. Если зерно дышит в полном соответствии с уравнением аэробного дыхания, то коэффициент К = 1 (пшеница), что свидетельствует о равенстве объёмов выделяемого диоксида углерода и поглощаемого кислорода. В условиях аэробного дыхания. Осложнённого анаэробным дыханием, количество выделяемого диоксида углерода возрастает без дополнительно потребляемого кислорода и, следовательно, К˃1 (у гороха, за счёт большого содержания белка). Явление, соответствующее условию К˂1, возникает когда аэробное дыхание осуществляется за счёт веществ, бедных кислородом (жиров), при этом происходит превращение жирных кислот в сахар (семян масличных культур). Объём выделяемого при этом диоксида углерода меньше объёма поглощаемого кислорода, поскольку часть поглощаемого кислорода расходуется на окисление жиров.

Т.о. в результате дыхания: возникают невосполнимые потери сухой массы зерна, которые служат основой для нормирования естественной убыли зерна при хранении; происходят накопление диоксида углерода в межзерновом пространстве и снижение содержания кислорода, способствующие созданию условий для анаэробного дыхания и приводящие к возможному угнетению жизнедеятельности зерна, снижению его посевных достоинств; выделяется значительное количество теплоты, небольшая часть которой расходуется при внутриклеточных превращениях, а большая – накапливается в зерновой массе и в силу низкой температуропроводности последней может явиться причиной самосогревания. Следовательно, для наилучшей количественно-качественной сохранности зерна необходимо создать условия хранения, обеспечивающие пониженную интенсивность дыхания, т.е. снизить жизнедеятельность зерна, иначе ввести его в состояние анабиоза.

Анабиоз – состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

5.По акту зачистки партии зерна кукурузы массой 400 000 кг, хранившейся в элеваторе со средним сроком хранения 12 месяцев, установлена недостача в количестве 480 кг. Норма убыли при хранении зерна пшеницы в элеваторе в течение 1 года составляет 0,155%. Определите, возможно ли списать установленную недостачу?

По норме 0,155% из 400 000кг это 620кг.

Недостача 480кг.

Вывод: Установленную недостачу в количестве 480кг возможно списать, т.к. по норме убыли при хранении зерна в течение 1года составляет 620кг, что является большем числом чем 480кг.

Охарактеризуйте положительные процессы, протекающие в муке при хранении. Почему свежесмолотая мука характеризуется низкими хлебопекарными достоинствами? От каких факторов зависит продолжительность созревания муки?

Положительные процессы способствуют улучшению качества муки, в первую очередь её хлебопекарных достоинств. В результате протекания этих процессов можно получить хлеб хорошего качества. Совокупность положительных процессов при хранении пшеничной муки принято называть ее созреванием. Период хранения, в течение которого завершаются положительные процессы, называется отлежкой. Тесто из сежесмолотой муки характеризуется повышенной ферментативной (амилолитической) активностью и, как следствие, низкими хлебопекарными свойствами. Выпеченный из такого теста хлеб имеет признаки, характерные для хлеба, выпеченного из муки со слабой клейковиной: расплываемая форма, плотный и малопористый мякиш, корка покрыта мелкими трещинами. Хлеб, выпечанный из созревшей муки (после отлежки) имеет лучшие показатели. Основный признаки созревания муки – 1) побеление муки – обусловлено химическим процессом окисления и сопутствующего обесцвечивания содержащихся в ней каротиноидных пигментов. При хранении в бескислородных средах мука не бледнеет; 2)при хранении муки происходит укрепление клейковины по 2 причинам: во-первых, в результате воздействия на клейковину непредельных жирных кислот, образующихся при ферментативном гидролизе жира, и, во-вторых, в результате окисления кислородом воздуха активаторов протеолизат и перевода их в неактивное состояние. В результате клейковинные белки менее атакуются ферментами и при замесе теста клейковина остается упругой; 3) изменение углеводно-амилазного комплекса муки сопровождается снижением величины показателей ее сахаро- газообразующей способности в результате снижения ферментативной атакуемости крахмала и снижения активности амилаз.

Продолжительность созревания муки зависит от температуры ее хранения и исходных хлебопекарных свойств зерна, из которого она была выработана. Значительно быстрее мука созревает при температурных 25…45°С. Понижение температуры замедляет этот процесс вплоть до полной остановки (при 0°С). С помощью температурного фактора можно регулировать ход (и темп) процесса созревания и тем самым продлевать срок безопасного хранения муки, ускоряя ее созревание перед отгрузкой. Для созревания муки с исходной слабой клейковиной требуются более продолжительные сроки. И наоборот, муку из зерна с хорошими хлебопекарными свойствами следует отгружать в первую очередь. Особенно это касается муки с исходной крепкой клейковиной. Повышение температуры приводят к ее быстрому перезреванию.

Охарактеризуйте отрицательные процессы, протекающие в муке при хранении. От каких факторов зависит интенсивность таких процессов? Какие из хранящихся партий подлежат реализации в первую очередь и почему?

Поясните особенности хранения муки. Какие из хранящихся партий подлежат реализации в первую очередь и почему? Какие меры следует предпринять для сохранения качества хранящейся муки?

9.На предприятие поступила партия зерна ржи влажностью 18% и содержанием проросших зерен 3%. Поясните отличительные особенности приемки, послеуборочной обработки, размещения на хранение и реализации этой партии зерна. Каково ее целевое назначение?

Партии зерна с содержанием проросших зерен свыше ограничительных кондиций, прошедшие послеуборочную обработку, размещают преимущественно в склады, оборудованные установками активного вентилирования с высотой насыпи, установленной для зерна нормального качества.

Партии зерна пшеницы, ячменя, ржи, овса и проса с содержанием проросших зерен свыше ограничительных кондиций во влажном и сыром состоянии перед размещением в зернохранилища подлежат первоочередной очистке (от грубых и легких примесей) и сушке в потоке.

Некондиционное зерно, принятое хлебоприемными предприятиями, нуждается в срочной обработке – очистке, сушке, обеззараживании и др. часто возникает необходимость в дополнительных хранилищах, так как некондиционное зерно приходится размещать отдельно и часто небольшим слоем насыпи в складе.

Зерна, прошедшие начальную стадию прорастания на корню, в снопах, ворохах или в процессе перевозки, а затем высушенные, также обладают повышенной интенсивностью дыхания.

Основным фактором, тормозящим процесс прорастания семян при хранении, является более низкая их влажность, чем это требуется для прорастания.

Проросшие семена выходят из категории посевного материала, резко ухудшаются мукомольно-хлебопекарные качества зерна и уменьшается выход продуктов при переработке.

Поясните особенности явлений сорбции, десорбции и сорбционного гистерезиса муки, крупы и комбикормов.

Мука характеризуется значи­тельной величиной активной по­верхности и поэтому она способна значительно быстрее поглощать пары воды из воздуха и быстрее, чем зерн. масса, достигать значения равновесной влажности. Равновесная влаж­ность муки в силу значительно меньшей степени капиллярной конденсации всегда меньше рав­новесной влажности зерна. В хранящейся в мешках муке в силу слабой ее газопрони­цаемости быстрое изменение влажности наблюдается лишь в омываемых воздухом слоях, т. е. прилегающих к мешковине (до 10 см). Внутри мешка влажность практически не изме­няется. Мука значительно быстрее отдает влагу сухому воздуху (в летних условиях), чем восстанавливает свою исходную влажность в среде с влажным воздухом (например, в осенне-зим­ний период). По мере увеличения продолжительности хранения в результате сорбционного гистерезиса равновесная влажность муки снижается.

Крупе, как зерну и муке, также свойственно явление сорбцион­ного гистерезиса. Крупа, выработанная из зерен с плодовыми и цветковыми оболочками пористой структуры (напр., из зерна риса, ячменя и пшеницы), обладает меньшей гигроскопичностью, чем нешелушеные зерна соответствующей культуры. И наоборот, пшено имеет большую равновесную влажность, чем зерно проса, из которого оно выработано.

Комбикорм по сравнению с зерном большинства зерновых к-р несколько быстрее достигает равновесной влажности и обладает большей гигроскопичностью. Скорость достижения рав­новесной влажности в значительной мере зависит от вида комбикормов, хим. состава их компонентов, относит. влажности и температуры воздуха. К/к, содержащие рыбную, мясокостную, муку и др.виды сырья животного происхождения, могут увлажняться при хранении. Увеличение влажности влечет за собой активизацию физиолог. Процессов и ухудшение кач-ва к/к. В силу сорбционных св-в зерно, крупа и мука способны сорбировать пары других в-в и газов и приобретать несвойственные им запахи.

11.В процессе временного хранения без перемещения в течение нескольких суток свежеубранного риса-зерна влажностью 23% при температуре 20°С отмечено увеличение обсемененности плесенями хранения в 2 раза (спелое зерно) и в 5 раз (недозрелое зерно). Объясните отмеченный факт. Укажите допущенные нарушения при организации обработки и хранения такого зерна. Какие меры следует предпринять для сохранения добротности зерна? Обоснуйте целевое назначение этой партии.

Свежеубранное сырое зерно размещают в зернохранилищах, оборудованных средствами активного вентилирования, влажность свежеубранного риса-зерна и температура хранения в 20°С все эти условия являются благоприятными для развития и размножения микроорганизмов, прежде всего плесени, которые имеют невысокий температурный оптимум, проявляют аэробный характер дыхания. В недозрелом зерне влаги больше чем в спелом зерне, за счет чего и наблюдается большая разница в обсемененности спелого и недозрелого зерна. Срок формирования партий сырого зерна риса до обработки (очистка в потоке от грубых и легких примесей, сушка) не должен превышать 1 суток.

Для сохранения добротности зерна необходимо провести следующие меры: очистку, сушку зерна и хранения его в более низких температурах.

Опишите причины слеживания зерновых масс. Какие изменения показателей качества зерна происходят при слеживании? Какие меры следует предпринять для сохранения добротности зерна? Обоснуйте целевое назначение партий зерна, подвергавшихся слеживанию.

Слеживанием зерн.массы наз-т явление частичной или полной потери ею сыпучести. Слеживание возникает в рез-те: 1) давления зерна на нижние слои насыпи и участки, прилегающие к стенам хранилища; 2) замерзания зерна влажного и сырого при избыточном охлаждении; 3)самосогревания; 4) отдельных физиолог.процессов. Первая причина слеживания м.б. названа физической. Слеживание наблюд-ся в силосах элеваторов. Уплотнение происходит уже во время наполнения силосов. Уплотнение зависит от срока хранения и рода зерна: зерно более тяжелое уплотняется меньше, пленчатое — больше. Уплотнение зерна происходит в нижних слоях и в углах силосов, где и образуются комки. Слеживание легче происходит при хранении влажного и сырого зерна, обладающего пониженной сыпучестью. При хранении такой партии большими по высоте насыпями в нижних слоях происходит запрессовывание. При этом изменяется форма отдельных зерен — на них образуются вмятины. Вторая причина слеживания — замерзание зерна — тоже носит чисто физ. хар-р. При замораживании сырой зерн.массы в неподвижном состоянии (в складе или на специальной площадке) она превращается в прочные глыбы. Третья причина слеживания — самосогревание. Особенно сильно слеживается зерновая масса в процессе самосогревания. При запущенных формах самосогревания сыпучесть теряется совсем, зерна склеиваются между собой и под тяжестью верхних слоев довольно сильно запрессовываются. Четвертая причина слеживания — развитие физиолог. процессов в зерн.массе. Потере сыпучести, слеживанию и запрессовыванию зерн.массы при самосогревании способствует нарушение стр-ры зерна. Под действием м/о, насекомых и клещей разрушаются оболочки зерна, частично деформируются и внутренние ткани; жизнедеят-ть зерна способствует его деформации и разрушению. Активное развитие плесневых грибов в зерн.массе без ее самосогревания всегда сопровождается снижением сыпучести и явлением слеживания. Слеживанию зерн.массы способствуют и развивающиеся в ней вредители хлебных запасов. Какими бы причинами ни вызывалось слеживание зерновой массы, оно д.б. своевременно предотвращено или ликвидировано. В начальный период слеживания зерн. масса еще без особых усилий и затрат м.б приведена в нормальное состояние, достаточно ее лишь переместить. Это предотвратит устойчивое слеживание зерн. массы при хранении.

Опишите изменения показателей качества зерна на различных этапах развития процесса самосогревания. Какие меры следует предпринять для сохранения добротности зерна? Обоснуйте целевое назначение партий зерна, подвергавшихся самосогреванию.

Процесс самосогревания зерна сопровождается снижением его качества и потерей сухих веществ, происходящим в результате из­менений углеводного, белкового и липидного комплексов зерна. Хлеб, полученный из зерна, подвергшегося самосогреванию, всегда ха­рактеризуется пониженными качествами: меньшими объемным выходом и пористостью, более темным мякишем, чаще подверга­ется картофельной болезни. Размеры ущерба, наносимого зерну, зависят от температуры нагрева и длительности пребывания зерна в греющемся состоя­нии. По этим признакам процесс самосогревания принято услов­но делить на три характерных периода: начальный, период разви­тия и период запущенного самосогревания.

Начальный период самосогревания.Характеризуется повышени­ем температуры зерна до 24...30 °С. В партиях сырого зерна появ­ляется запах плесени, в менее влажном — амбарный запах. Цвет зерна не изменяется, хотя на зародышах появляется плесневый налет, ана зернах — конденсат. Отмеча­ется снижение посевных достоинств (энергия прорастания и всхожесть). Период развития самосогревания.Характеризуется резким повы­шением температуры зерна до 34...38 ^оС в течение 3...7 дней. Появляются солодовый запах и запах печеного хлеба. Влажные зерна темнеют. Недозрелые зерна становятся мягкими, на многих из них появляются видимые нево­оруженным глазом колонии плесеней. Наблюдаются отпотевание зерна и заметное снижение его сыпучести. Резко снижается всхо­жесть, существенны потери в массе. Характерно бурное развитие плесневых грибов. Период запущенного самосогревания.Характеризуется повыше­нием температуры зерна до 50°С и более. Появляется запах гние­ния (разложения). Зерно интенсивно темнеет. Отдельные зерна плесневеют или загнивают. Резко снижается сыпучесть. На завершающей стадии процесса самосогревания отмечаются обугливание зерна и полная потеря его сыпучести. Происходит изменение хим состава зерна (белок денатурируется, углеводы гидролиз. до сахаров, жир распадается под действием липаз плесневых грибов, вследств. возрастает кислотное число жира, накапливается много аминного и аммиачного азота.

Меры для сохранения добротности зерна: очистка, сушка зерна, охлаждение методом активного вентилирования, хранение в более низких температурах и химическое консервирование (это направленное замедление или прекращение жизнен. ф-ций путем обработки хим средствами.

Поясните практическое значение скважистости, плотности укладки и обеспечения зерновой массы воздухом. Объясните различия в этих физических свойствах зерновых масс пшеницы, кукурузы, проса, овса.

Скважистость(%) – отношение объема пространства, занятого промежутками между твердыми частицами зерновой массы к общему (насыпному) объему, занятого зерновой массой. Наличие скважин в межзерновой массе влияет на многие физические и физиологические процессы, которые в ней протекают. Воздух, перемещаемый по скважинам, способствует передаче тепла путём конвекции и перемещению влаги через зерновую массу в виде пара. Значительная газопроницаемость зерновых масс позволяет использовать это свойство для продувания их воздухом (при активном вентилировании) или вводить в них пары различных отравляющих веществ для обеззараживания. Запас воздуха в межзерновых пространствах нужен и для сохранения жизнеспособности семян. С другой стороны, увеличение числа и размера скважин уменьшает массу зерна, размещаемого в единице объема хранилища. Скважистость зерновых масс имеет техническое и физиологическое значение. Плотность укладки(%) – часть объема зерновой массы, занятую зернами и примесями. Скважистость зерновой массы зависит от формы, размеров, влажности и состояния поверхности зерён, от количества и состава примесей, от массы и влажности зерновой партии, формы и вместимости хранилища. Зерновая масса обладает меньшей скважистостью, укладывается более плотно, если она имеет в своём составе крупные и мелкие зерна. Выровненные зерна, а также шероховатые или с морщинистой поверхностью укладываются менее плотно. При прочих равных условиях тонкие и короткие зерна укладываются более плотно, чем зерна другой формы. Крупные примеси увеличивают скважистость, мелкие – легко размещаются в межзерновых пространствах и уменьшают ее. Скважистость возрастает с увеличением влажности зерновой массы. Зерно,увлажненное уже в хранилище, набухает, увеличивается в объеме, зерновая масса уплотняется. Следовательно снижается сыпучесть, создаются предпосылки к слеживанию. В результате самосортирования скважистость в различных участках зерновой массы может быть неодинаковой. Это приводит к неравномерной обеспеченности воздухом отдельных участков зерновой массы и другим нежелательным явлениям.

С ростом насыпной плотности, скважистость увеличивается.